JPH0723246Y2 - ファズ切除機能付き複合材自動締付打鋲装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、複数枚の繊維強化複合材を穿孔しそこに挿通
されたロックピンにロックカラーを螺合して繊維強化複
合材を締付け連結する複合材自動締付打鋲装置に係り、
特に穿孔の際に生じたファズを切除することができるフ
ァズ切除機能付き複合材自動締付打鋲装置に関する。

［従来の技術］ 航空機の主翼外板などは複数枚の板材を締付打鋲したも
のが使用され、このような板材の締付打鋲方法は重ね合
せた複数枚の板材に貫通孔を穿孔しそこにリベットを挿
通しこのリベットの両端をパンチで潰して締付け連結す
るリベット使用のもの、または貫通孔に頭付きロックピ
ンを挿通しこのロックピン先端のオネジにロックカラー
を螺合して締付け連結するロックピン使用のものなどい
ろいろ知られている。特願昭59-103159はこのロックピ
ン使用の締付打鋲装置を開示しており、重ね合わされた
複数枚の板材を一対の筒状押圧部材によって押圧固定
し、この状態で一方の筒状押圧部材内を貫通するドリル
によって板材に貫通孔を穿孔し、この貫通孔に上記一方
の筒状押圧部材内からロックピンを挿通し、このロック
ピンの先端のオネジに他方の筒状押圧部材内からロック
カラーを螺合して複数枚の板材を締付け連結する。この
締付打鋲装置は複数枚の板材を押圧している一対の筒状
押圧部材内で穿孔、ロックピンの挿通及びロックカラー
の螺合が順次自動的に行われるため、締付打鋲作業が確
実かつ高効率となる。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、近年航空機では主翼等の板材として炭素系繊
維強化複合材が広く使用されており、この繊維強化複合
材はドリルでの貫通孔の穿孔の際にこの貫通孔のドリル
出口端にファズと呼ばれる繊維の切れ残りが残存し、こ
のファズは放置するとデラミネーション（層間剥離）へ
と発展するため、除去する必要がある。しかしながら、
上述の締付打鋲装置ではこのファズの除去の機能を具備
しておらず、従ってファズの除去は押圧部材を取外して
手作業によって行わなければならない。これは締付打鋲
の自動化を損ない、精度及び効率を低下させる。

そこで、本考案の目的は簡単な構成によりファズ除去機
能を付加し、貫通孔の穿孔、ファズの除去及びロックピ
ンとロックカラーの螺合を自動的に行うことのできるフ
ァズ切除機能付き複合材自動締付打鋲装置を提供するこ
とにある。

［課題を解決するための手段］ この目的を達成するために、本考案は、重ね合わされた
複数枚の繊維強化複合材を一対の押圧部材によって挟み
込んで押圧固定した状態で、貫通孔を穿孔し、この後に
オネジを先端に有するロックピンを上記貫通孔に挿通
し、この貫通孔から突出した上記ロックピン先端オネジ
にロックカラーのメネジを螺合して上記複数の繊維強化
複合材を締付ける複合材自動締付打鋲装置において、自
身の長手軸の回りに回転可能かつ上記長手軸方向に移動
可能に構成され、ロックカラー受取位置からロックカラ
ー給送位置までの上記長手軸方向への移動によって上記
ロックカラーを上記ロックピン先端オネジまで給送する
中空のロックカラー給送アンビルと；上記ロックカラー
給送アンビルに対して上記長手軸方向に摺動可能である
が回転に対しては一体に回転されるように上記ロックカ
ラー給送アンビルの中空内部に収容されたファズカッタ
ーと；上記ロックカラー受取位置の上記ロックカラー給
送アンビルに上記ロックカラーを供給するロックカラー
供給手段と；上記ロックカラー給送アンビルを上記長手
軸方向に沿って上記ロックカラー受取位置と上記ロック
カラー給送位置とファズ切除位置とに移動させるアンビ
ル移動手段と；上記ロックカラー給送アンビルが上記フ
ァズ切除位置にある時に上記ファズカッターが上記貫通
孔のファズを切除可能となるように上記ファズカッター
を上記ロックカラー給送アンビル先端から突出させるカ
ッター突出手段と；上記ファズ切除位置の上記ロックカ
ラー給送アンビルに係合するアンビル係合部と上記ロッ
クピン先端オネジに給送された状態の上記ロックカラー
に係合するロックカラー係合部とを有し、上記アンビル
係合部に係合された上記ロックカラー給送アンビルを回
転駆動し上記ファズカッターによって上記貫通孔のファ
ズを切除すると共に、上記ロックカラー係合部に係合さ
れた上記ロックカラーを回転駆動し上記ロックピンに螺
合させる回転駆動機構とを具備することを特徴とするす
るものである。

この構成にあっては、上記回転駆動機構の上記アンビル
係合部と上記ロックカラー係合部は、上記アンビル及び
上記ロックカラーに対して共用されるように同一部材で
構成されていることが好ましい。

更に、上記アンビルと上記ロックカラーは同一形状の係
合面を夫々有し、これらの係合面は上記同一部材に係合
されることが好ましい。

［作用］ アンビル移動手段はロックカラー給送アンビルをファズ
切除位置に移動させ、カッタ突出手段はファズカッター
をロックカラー給送アンビル先端から突出させる。ロッ
クカラー給送アンビルはファズ切除位置への移動によっ
て回転駆動機構のアンビル係合部に係合する。回転駆動
機構がこのアンビル係合部に係合したロックカラー給送
アンビルを回転駆動すると、ロックカラー給送アンビル
と一体回転するファズカッターも回転駆動され貫通孔の
ファズを切除する。

この後、アンビル移動手段がロックカラー給送アンビル
をロックカラー受取位置に移動すると、供給手段がロッ
クカラー給送アンビルにロックカラーを供給する。次い
で、アンビル移動手段がロックカラー給送アンビルをロ
ックカラー受取位置からロックカラー給送位置に移動す
ると、ロックカラー給送アンビルはロックカラーをロッ
クピン先端オネジまで給送し、ロックカラーを回転駆動
機構のロックカラー係合部に係合させる。回転駆動機構
はこのロックカラー係合部に係合したロックカラーを回
転駆動してロックピンに螺合し、複合材を締付け連結す
る。

［実施例］ 以下に、本考案によるファズ切除機能付き複合材自動締
付打鋲装置の一実施例を第１図乃至第８図を参照して説
明する。

第１図において、２枚の炭素系繊維強化複合材１、２が
重ね合された状態で一対の筒状押圧部材３、４によって
挟み込まれている。炭素系繊維強化複合材１、２は筒状
押圧部材３を貫通した穿孔ドリルによって貫通孔５が穿
孔される。筒状押圧部材４は第２図に示された外形状を
有し、中空の内部には回転駆動機構６が配置されてい
る。この回転駆動機構６は、第３図に示されたように歯
車7aが外周面に形成された駆動筒７と、この歯車7aに噛
合う歯車列８と、この歯車列８を駆動する図示を省略し
たモータとから構成されている。駆動筒７の内部には６
角形状の内周係合部7bが形成されている。

中空のロックカラー給送アンブル９は自身の長手軸のま
わりに回転可能にアンビル移動部材10に支持され、矢印
Ａ方向へのアンビル移動部材10の移動によって上記長手
軸方向に沿って筒状押圧部材４の中空内部及び駆動筒７
の内部を摺動する。ロックカラー給送アンビル９の先端
外周面には、第４図に示されたように駆動筒７の６角形
内周係合部7bに対応した６角形係合面9aが形成されてい
る。ロックカラー給送アンビル９の中空内部にはファズ
カッター11が摺動可能に収容され、このファズカッター
11にはピン12が突設され、このピン11はロックカラー給
送アンビル９の制限スロット13を貫通している。従って
ファズカッター11はロックカラー給送アンビル９に対し
て制限スロット13の長さ分だけ移動可能であり、ピン12
とスロット13との連結によってロックカラー給送アンビ
ル９と一体に回転する。

ロックカラー給送アンビル９の中空内部には加圧空気導
入穴14が連通し、この加圧空気導入穴14に図示を省略し
た加圧空気供給源から加圧空気が供給されると、ファズ
カッター11はロックカラー給送アンビル９内を移動され
刃部11aがロックカラー給送アンビル９の先端9bから突
出する。この加圧空気導入穴14と加圧空気供給源などが
カッター突出手段を構成する。

筒状押圧部材４の内部にはロックカラー供給プランジャ
ー15が配置され、この供給プランジャー15はガイドパイ
プ16から送られた第５図のロックカラー17を第１図に示
したロックカラー受取位置のロックカラー給送アンビル
９に供給する。これらのロックカラー供給プランジャー
15とガイドパイプ16はロックカラー供給手段を構成す
る。

ロックカラー17は第５図に示したように先端部に刻設さ
れたオネジ17aと後端部外周に形成された６角形係合面1
7bとを有し、この６角形係合面17bはロックカラー給送
アンビル９の６角形係合面9aと同径であり、従って駆動
筒７の６角形係合部7bに係合可能である。

次にこの実施例の作用を説明する。

重ね合わされた２枚の炭素系繊維強化複合材１、２は押
圧部材３と押圧部材４とによって押圧された状態で、押
圧部材３の内部を貫通した図示を省略した穿孔ドリルに
よって貫通孔５が穿孔される。この後にロックカラー給
送アンビル９がアンビル移動部材10によって第１図のロ
ックカラー受取位置から第６図のファズ切除位置まで移
動されると共に、ファズカッター11の刃部11aが加圧空
気導入穴14に導入された加圧空気によってロックカラー
給送アンビル９の先端9bから突出される。これによって
第６図に示したように、ファズカッター11の刃部11aが
貫通孔５に当接すると共に、ロックカラー給送アンビル
９の６角係合面9aが駆動筒７の６角形係合部7bに係合す
る。次いで、回転駆動機構６が作動され駆動筒７が６角
形係合部7bと６角係合面9aとの係合によってロックカラ
ー給送アンビル９を回転駆動すると、ピン12とスロット
13との結合によりファズカッター11も回転され貫通孔５
のファズを切除する。

このファズの切除が完了すると、第７図に示したように
ロックカラー給送アンビル９がアンビル移動部材10によ
ってロックカラー受取位置まで移動されると共に、ファ
ズカッター11の刃部11aがロックカラー給送アンビル９
の先端9bから引込められる。この引込めは例えば、上述
の加圧空気の導入停止と不図示を省略した復帰バネの付
勢力によって行うことができる。この状態においてロッ
クカラー17はガイドパイプ16からロックカラー移動プラ
ンジャー15に送られ、このロックカラー移動プランジャ
ー15によって矢印Ｂに示すようにロックカラー給送アン
ビル先端9bに供給される。

一方、第８図に示したように押圧部材３内には図示を省
略した供給部材によって頭付きロックピン18が供給さ
れ、複合材１、２の貫通孔５に挿通される。この挿通さ
れたロックピン18は先端のオネジが貫通孔５から突出し
た状態に上記供給部材によって保持される。

この後、アンビル移動部材10がロックカラー給送アンビ
ル９を第８図に示したロックカラー給送位置まで移動す
る。この移動によってロックカラー17は、その先端メネ
ジ17aがロックピン18の先端オネジに当接すると共に６
角形係合面17bが駆動筒７の６角係合部7bに係合する。
この駆動筒７が回転されると、６角形係合部7bと６角形
係合面17bとの係合によってロックカラー17が回転駆動
されロックピン18に螺合され、複合材１、２の締付け連
結が終了する。

なお、上記実施例では駆動筒７の６角形係合部7bはロッ
クカラー17の係合面17bとロックカラー給送アンビル９
の係合面9aとに対して共通のものである。しかしなが
ら、駆動筒７にロックカラー係合面17b用の係合部とロ
ックカラー給送アンビル係合面9a用の係合部とを別個に
形成することもできる。

［考案の効果］ 以上の説明から明らかなように、本考案によれば、ファ
ズカッターをロックカラー給送アンビル内に収容したた
め、簡単な構造により押圧部材を取外すことなく穿孔、
ファズ切除及びロックピンとロックカラーの螺合などの
一連の作業を自動的に行うことができる。従って、穿孔
の際にファズの生じ易い炭素系繊維強化複合材をデラミ
ネーションの発生なしに締付け打鋲することができる。
更に、穿孔の際にファズの発生を許容できるので、穿削
能力の低下した穿孔ドリルも使用可能となり穿孔ドリル
の交換時期を遅らせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるファズ切除機能付き複合材自動締
付打鋲装置の一実施例を示した断面図、第２図は上記実
施例の一方の押圧部材を示した斜視図、第３図は上記実
施例の回転駆動機構を示した斜視図、第４図は上記実施
例のロックカラー給送アンビルとファズカッターとを分
解して示した斜視図、第５図は上記実施例のロックカラ
ーを示した斜視図、第６図は上記実施例のファズカッタ
ーが複合材の貫通孔に当接した状態を示した断面図、第
７図は上記実施例のロックカラーが供給される状態を示
した断面図、第８図は上記実施例のロックカラーがロッ
クピンに螺合される状態を示した断面図である。 １、２……繊維強化複合材、３、４……押圧部材、５…
…貫通孔、６、７、８……回転駆動機構、7b……係合
部、９……ロックカラー給送アンビル、10……アンビル
移動部材、11……ファズカッター、14……ファズカッタ
ー突出手段（加圧空気導入穴）、15、16……ロックカラ
ー供給手段、17……ロックカラー、17a……ロックカラ
ーのオネジ、18……ロックピン。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】重ね合わされた複数枚の繊維強化複合材を
   一対の押圧部材によって挟み込んで押圧固定した状態
   で、貫通孔を穿孔し、この後にオネジを先端に有するロ
   ックピンを上記貫通孔に挿通し、この貫通孔から突出し
   た上記ロックピン先端オネジにロックカラーのメネジを
   螺合して上記複数の繊維強化複合材を締付ける複合材自
   動締付打鋲装置において、自身の長手軸の回りに回転可
   能かつ上記長手軸方向に移動可能に構成され、ロックカ
   ラー受取位置からロックカラー給送位置までの上記長手
   軸方向への移動によって上記ロックカラーを上記ロック
   ピン先端オネジまで給送する中空のロックカラー給送ア
   ンビルと；上記ロックカラー給送アンビルに対して上記
   長手軸方向に摺動可能であるが回転に対しては一体に回
   転されるように上記ロックカラー給送アンビルの中空内
   部に収容されたファズカッターと；上記ロックカラー受
   取位置の上記ロックカラー給送アンビルに上記ロックカ
   ラーを供給するロックカラー供給手段と；上記ロックカ
   ラー給送アンビルを上記長手軸方向に沿って上記ロック
   カラー受取位置と上記ロックカラー給送位置とファズ切
   除位置とに移動させるアンビル移動手段と；上記ロック
   カラー給送アンビルが上記ファズ切除位置にある時に上
   記ファズカッターが上記貫通孔のファズを切除可能とな
   るように上記ファズカッターを上記ロックカラー給送ア
   ンビル先端から突出させるカッター突出手段と；上記フ
   ァズ切除位置の上記ロックカラー給送アンビルに係合す
   るアンビル係合部と上記ロックピン先端オネジに給送さ
   れた状態の上記ロックカラーに係合するロックカラー係
   合部とを有し、上記アンビル係合部に係合された上記ロ
   ックカラー給送アンビルを回転駆動し上記ファズカッタ
   ーによって上記貫通孔のファズを切除すると共に、上記
   ロックカラー係合部に係合された上記ロックカラーを回
   転駆動し上記ロックピンに螺合させる回転駆動機構とを
   具備することを特徴とするファズ切除機能付き複合材自
   動締付打鋲装置。
2. 【請求項２】上記回転駆動機構の上記アンビル係合部と
   上記ロックカラー係合部は、上記アンビル及び上記ロッ
   クカラーに対して共用されるように同一部材で構成され
   ていることを特徴とする請求項１記載のファズ切除機能
   付き複合材自動締付打鋲装置。
3. 【請求項３】上記アンビルと上記ロックカラーは同一形
   状の係合面を夫々有し、これらの係合面は上記同一部材
   に係合されることを特徴とする請求項２記載のファズ切
   除機能付き複合材自動締付打鋲装置。